Nave generacional

El pionero de la cohetería Robert H. Goddard fue el primero en escribir sobre viajes interestelares de larga duración en su obra "La migración definitiva" (1918). ^{[ 2 ]} En ella, describió la muerte del Sol y la necesidad de un "arca interestelar". La tripulación viajaría durante siglos en animación suspendida y despertaría al llegar a otro sistema estelar. Propuso utilizar pequeñas lunas o asteroides como naves y especuló que la tripulación sufriría cambios psicológicos y genéticos a lo largo de las generaciones. ^{[ 3 ]}

Konstantin Tsiolkovsky , considerado padre de la teoría astronáutica , describió por primera vez la necesidad de múltiples generaciones de pasajeros en su ensayo "El futuro de la Tierra y la humanidad" (1928), donde esbozó una colonia espacial equipada con motores que viajaría miles de años, a la que llamó "el Arca de Noé". En la historia, la tripulación había cambiado tanto a lo largo de las generaciones y en tantos aspectos que ni siquiera reconocían a la Tierra como su planeta de origen. ^{[ 4 ]}

Otra descripción temprana de una nave generacional se encuentra en el ensayo de 1929 «El mundo, la carne y el diablo» de John Desmond Bernal . ^{[ 5 ]} El ensayo de Bernal fue la primera publicación que llegó al público e influyó en otros escritores. Escribió sobre el concepto de evolución humana y el futuro de la humanidad en el espacio a través de métodos de vida que ahora describimos como nave estelar generacional, y que podrían verse reflejados en la palabra genérica «globos». ^{[ 5 ]}

El artículo de 2012, World Ships – Architectures & Feasibility Revisited, diferenció varios tipos de naves espaciales interestelares: aquellas con una población mayor de 100 000 se denominan naves mundiales , mientras que aquellas con una población entre 1 000 y 100 000 se denominan naves colonia . Las naves espaciales interestelares con una población menor de 1 000 se denominan velocistas si su velocidad de crucero es mayor que el 10 % de c , y naves lentas si es menor.

El documento también describía una propuesta de nave espacial mundial, con la población mínima para ser considerada como tal (100 000 habitantes), compuesta por cuatro colonias toroidales de Stanford apiladas (con algunas modificaciones respecto al diseño original, como una población 2,5 veces mayor y una masa un 10 % superior), y un sistema de propulsión y generación de energía basado en el Proyecto Dédalo . El toroide de Stanford fue elegido por su diseño detallado, que abarca aspectos tan complejos como los sistemas de soporte vital y el grosor de las paredes.

El estudio también concluyó que un buque global necesitaría un sistema automático de detección de fallos y autorreparación para ser lo suficientemente fiable para su misión, evitando que los fallos tuvieran efectos catastróficos. ^{[ 1 ]}

El proyecto Hyperion , lanzado en diciembre de 2011 por Andreas M. Hein, pretende realizar un estudio preliminar que defina conceptos integrados para una nave generacional interestelar tripulada. Ha dado lugar a los diseños de naves generacionales más detallados hasta la fecha. ^{[ 7 ]} El proyecto está asociado con la Iniciativa para Estudios Interestelares y tiene sus orígenes en el grupo estudiantil WARR de la Universidad Técnica de Múnich . El estudio tiene como objetivo evaluar la viabilidad del vuelo interestelar tripulado utilizando tecnologías actuales y de futuro cercano. También pretende orientar futuros planes de investigación y desarrollo tecnológico, así como informar al público sobre los viajes interestelares tripulados. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Entre los resultados notables del proyecto se incluye una evaluación de las arquitecturas de sistemas de naves mundiales y el tamaño adecuado de la población. ^{[ 1 ] [ 10 ]} Un documento de revisión sobre naves generacionales se presentó en el Taller Interestelar de la ESA en 2019, así como en la revista Acta Futura de la ESA . ^{[ 11 ] [ 12 ]} En 2024 se lanzó un concurso de diseño interdisciplinario. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} Los resultados se anunciaron en julio de 2025 con el equipo italiano Chrysalis en el primer lugar, el polaco WFP Extreme en el segundo y el malasio Systema Stellare Proximum en el tercero. ^{[ 7 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

Las naves de primera generación deben encontrar un equilibrio entre su elevado coste y la incierta probabilidad de que el sistema estelar de destino sea suficientemente hospitalario.

Un barco de estas características tendría que ser completamente autosuficiente, proporcionando soporte vital a todos a bordo. Debe contar con sistemas extraordinariamente fiables que puedan ser mantenidos por sus habitantes durante largos periodos de tiempo. Esto requeriría comprobar si miles de humanos podrían sobrevivir por sí solos antes de enviarlos fuera del alcance de la ayuda. Se han construido pequeños ecosistemas artificiales cerrados, como Biosfera 2 , en un intento por examinar los desafíos de ingeniería de un sistema de este tipo, con resultados dispares. ^{[ 21 ]}

Los buques generacionales tendrían que anticipar posibles problemas biológicos, sociales y morales, ^{[ 22 ]} y también tendrían que lidiar con cuestiones de autoestima y propósito para las distintas tripulaciones involucradas.

Las estimaciones de la población mínima razonable para una nave generacional varían. El antropólogo John Moore ha estimado que, sin pruebas genéticas a las personas antes de abordar la nave, control social y/o ingeniería social (como exigir a las personas que esperen hasta los treinta para tener hijos), ni criopreservación de óvulos, esperma o embriones (como se hace en los bancos de esperma ), un mínimo de 160 personas a bordo de la nave permitiría una vida familiar normal (con un promedio de diez parejas potenciales por persona) durante un viaje espacial de 200 años, con poca pérdida de diversidad genética . Si las personas que abordan la nave son parejas, presumiblemente de veintitantos años, y todos los que viven en la nave deben esperar hasta los treinta y tantos o treinta y tantos antes de tener hijos, entonces el mínimo sería de solo 80 personas. Sin embargo, muchas variables no se tienen en cuenta en la estimación, incluida la mayor probabilidad de problemas de salud tanto para la mujer embarazada como para el feto o bebé debido a la edad de la mujer embarazada . ^{[ 23 ]} En 2013, el antropólogo Cameron Smith revisó la literatura existente y creó un nuevo modelo informático para estimar una población mínima razonable de decenas de miles. Las cifras de Smith fueron mucho mayores que las estimaciones anteriores, como la de Moore, en parte porque Smith toma en consideración el riesgo de accidentes y enfermedades, y supone al menos una catástrofe demográfica grave en el transcurso de un viaje de 150 años. ^{[ 24 ]}

En vista de las múltiples generaciones que podrían ser necesarias para llegar incluso a nuestros sistemas estelares vecinos más cercanos, como Proxima Centauri , otras cuestiones sobre la viabilidad de tales arcas interestelares incluyen:

• la posibilidad de que los humanos evolucionen drásticamente en direcciones inaceptables para los patrocinadores
• la población mínima requerida para mantener en aislamiento un cultivo aceptable para los patrocinadores; esto podría incluir aspectos como:
  • Capacidad para aprender las habilidades científicas y técnicas necesarias para mantener, operar y pilotar el barco.
  • capacidad para lograr el propósito (colonización planetaria, investigación, construcción de nuevas arcas interestelares) contemplado
  • compartir los valores de los patrocinadores, cuya viabilidad más allá del planeta de origen probablemente no se demuestre empíricamente a menos que, una vez que la nave se aleje de la Tierra y esté en camino, la supervivencia de la descendencia hasta que la nave alcance la estrella de destino sea una motivación.

Para que una nave espacial mantenga un entorno estable durante varias generaciones, tendría que ser lo suficientemente grande como para sustentar una comunidad humana y un ecosistema completamente reciclable. ^{[ 25 ]} Una nave espacial de tal tamaño requeriría mucha energía para acelerar y desacelerar. Una nave espacial más pequeña, si bien podría acelerar con mayor facilidad y, por lo tanto, hacer más prácticas las velocidades de crucero más altas, reduciría la exposición a la radiación cósmica y el tiempo para que se desarrollen fallas en la nave, pero presentaría desafíos con el flujo metabólico de recursos y el equilibrio ecológico. ^{[ 26 ]}

Los barcos generacionales que viajan durante largos períodos de tiempo pueden experimentar colapsos en las estructuras sociales. Cambios en la sociedad (por ejemplo, motines) podrían ocurrir durante esos períodos y podrían impedir que el barco llegue a su destino. Este estado fue descrito por Algis Budrys en una reseña de un libro de 1966: ^{[ 27 ]}

La nave espacial interestelar, más lenta que la luz, que se abre camino a través de los siglos, con su tripulación perdiendo el contacto con toda realidad salvo el interior de la nave... Bueno, ya conocen la historia, su triste desenlace, sus emocionantes luchas entre las tribus bárbaras que se desarrollan en sus distintos compartimentos y, si el escritor así lo desea, el destello final de esperanza cuando los buenos triunfan y se preparan para afrontar su futuro sobre una base noble, aunque errónea.

Los huérfanos del cielo de Robert A. Heinlein (la "exposición impecable de este tema", dijo Budrys) ^{[ 27 ]} y Non-Stop de Brian Aldiss (título en EE. UU.: Starship ) trataron sobre tales sociedades.

El entorno de radiación del espacio profundo es muy diferente al de la superficie terrestre o la órbita terrestre baja, debido al flujo mucho mayor de rayos cósmicos galácticos (RCG) de alta energía. Al igual que otras radiaciones ionizantes , los rayos cósmicos de alta energía pueden dañar el ADN y aumentar el riesgo de cáncer, cataratas y trastornos neurológicos. ^{[ 28 ]}